Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.3
Продифференцируем.
Этап 1.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.3.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.3.4
Упростим выражение.
Этап 1.3.4.1
Добавим и .
Этап 1.3.4.2
Умножим на .
Этап 1.4
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.5
Продифференцируем.
Этап 1.5.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.5.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.5.4
Упростим выражение.
Этап 1.5.4.1
Добавим и .
Этап 1.5.4.2
Умножим на .
Этап 1.5.5
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.5.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.5.7
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.5.8
Упростим путем добавления членов.
Этап 1.5.8.1
Добавим и .
Этап 1.5.8.2
Умножим на .
Этап 1.5.8.3
Добавим и .
Этап 1.5.8.4
Добавим и .
Этап 1.6
Упростим.
Этап 1.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.8
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.9
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.6.10
Объединим термины.
Этап 1.6.10.1
Возведем в степень .
Этап 1.6.10.2
Возведем в степень .
Этап 1.6.10.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.6.10.4
Добавим и .
Этап 1.6.10.5
Умножим на .
Этап 1.6.10.6
Умножим на .
Этап 1.6.10.7
Умножим на .
Этап 1.6.10.8
Умножим на .
Этап 1.6.10.9
Умножим на .
Этап 1.6.10.10
Добавим и .
Этап 1.6.10.11
Возведем в степень .
Этап 1.6.10.12
Возведем в степень .
Этап 1.6.10.13
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.6.10.14
Добавим и .
Этап 1.6.10.15
Умножим на .
Этап 1.6.10.16
Умножим на .
Этап 1.6.10.17
Умножим на .
Этап 1.6.10.18
Перенесем влево от .
Этап 1.6.10.19
Умножим на .
Этап 1.6.10.20
Умножим на .
Этап 1.6.10.21
Умножим на .
Этап 1.6.10.22
Добавим и .
Этап 1.6.10.23
Добавим и .
Этап 1.6.10.24
Добавим и .
Этап 1.6.10.25
Вычтем из .
Этап 2
Этап 2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2
Найдем значение .
Этап 2.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.3
Умножим на .
Этап 2.3
Найдем значение .
Этап 2.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.3
Умножим на .
Этап 2.4
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 2.4.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.4.2
Добавим и .
Этап 3
Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к и решим полученное уравнение.
Этап 4
Этап 4.1
Найдем первую производную.
Этап 4.1.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.3
Продифференцируем.
Этап 4.1.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.3.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.3.4
Упростим выражение.
Этап 4.1.3.4.1
Добавим и .
Этап 4.1.3.4.2
Умножим на .
Этап 4.1.4
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.5
Продифференцируем.
Этап 4.1.5.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.5.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.5.4
Упростим выражение.
Этап 4.1.5.4.1
Добавим и .
Этап 4.1.5.4.2
Умножим на .
Этап 4.1.5.5
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.5.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.5.7
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.5.8
Упростим путем добавления членов.
Этап 4.1.5.8.1
Добавим и .
Этап 4.1.5.8.2
Умножим на .
Этап 4.1.5.8.3
Добавим и .
Этап 4.1.5.8.4
Добавим и .
Этап 4.1.6
Упростим.
Этап 4.1.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.8
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.9
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.6.10
Объединим термины.
Этап 4.1.6.10.1
Возведем в степень .
Этап 4.1.6.10.2
Возведем в степень .
Этап 4.1.6.10.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.6.10.4
Добавим и .
Этап 4.1.6.10.5
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.6
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.7
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.8
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.9
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.10
Добавим и .
Этап 4.1.6.10.11
Возведем в степень .
Этап 4.1.6.10.12
Возведем в степень .
Этап 4.1.6.10.13
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.6.10.14
Добавим и .
Этап 4.1.6.10.15
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.16
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.17
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.18
Перенесем влево от .
Этап 4.1.6.10.19
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.20
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.21
Умножим на .
Этап 4.1.6.10.22
Добавим и .
Этап 4.1.6.10.23
Добавим и .
Этап 4.1.6.10.24
Добавим и .
Этап 4.1.6.10.25
Вычтем из .
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.4
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.5
Вынесем множитель из .
Этап 5.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.3.2
Упростим левую часть.
Этап 5.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 5.3.3
Упростим правую часть.
Этап 5.3.3.1
Разделим на .
Этап 5.4
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 5.5
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 5.6
Упростим.
Этап 5.6.1
Упростим числитель.
Этап 5.6.1.1
Возведем в степень .
Этап 5.6.1.2
Умножим .
Этап 5.6.1.2.1
Умножим на .
Этап 5.6.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.6.1.3
Добавим и .
Этап 5.6.1.4
Перепишем в виде .
Этап 5.6.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.6.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 5.6.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 5.6.2
Умножим на .
Этап 5.6.3
Упростим .
Этап 5.7
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 5.7.1
Упростим числитель.
Этап 5.7.1.1
Возведем в степень .
Этап 5.7.1.2
Умножим .
Этап 5.7.1.2.1
Умножим на .
Этап 5.7.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.7.1.3
Добавим и .
Этап 5.7.1.4
Перепишем в виде .
Этап 5.7.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.7.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 5.7.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 5.7.2
Умножим на .
Этап 5.7.3
Упростим .
Этап 5.7.4
Заменим на .
Этап 5.8
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 5.8.1
Упростим числитель.
Этап 5.8.1.1
Возведем в степень .
Этап 5.8.1.2
Умножим .
Этап 5.8.1.2.1
Умножим на .
Этап 5.8.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.8.1.3
Добавим и .
Этап 5.8.1.4
Перепишем в виде .
Этап 5.8.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.8.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 5.8.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 5.8.2
Умножим на .
Этап 5.8.3
Упростим .
Этап 5.8.4
Заменим на .
Этап 5.9
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Этап 6
Этап 6.1
Область определения выражения ― все действительные числа, за исключением случаев, когда выражение не определено. В данном случае не существует вещественного числа, при котором выражение не определено.
Этап 7
Критические точки, которые необходимо вычислить.
Этап 8
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 9
Этап 9.1
Умножим на .
Этап 9.2
Добавим и .
Этап 10
— локальный минимум, так как вторая производная положительная. Это называется тестом второй производной.
— локальный минимум
Этап 11
Этап 11.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 11.2
Упростим результат.
Этап 11.2.1
Добавим и .
Этап 11.2.2
Умножим на .
Этап 11.2.3
Упростим путем добавления чисел.
Этап 11.2.3.1
Добавим и .
Этап 11.2.3.2
Добавим и .
Этап 11.2.4
Умножим на .
Этап 11.2.5
Вычтем из .
Этап 11.2.6
Умножим на .
Этап 11.2.7
Окончательный ответ: .
Этап 12
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 13
Этап 13.1
Умножим на .
Этап 13.2
Добавим и .
Этап 14
— локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
— локальный максимум
Этап 15
Этап 15.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 15.2
Упростим результат.
Этап 15.2.1
Добавим и .
Этап 15.2.2
Умножим на .
Этап 15.2.3
Упростим путем добавления чисел.
Этап 15.2.3.1
Добавим и .
Этап 15.2.3.2
Вычтем из .
Этап 15.2.4
Умножим .
Этап 15.2.4.1
Умножим на .
Этап 15.2.4.2
Умножим на .
Этап 15.2.5
Вычтем из .
Этап 15.2.6
Умножим на .
Этап 15.2.7
Окончательный ответ: .
Этап 16
Это локальные экстремумы .
— локальный минимум
— локальный максимум
Этап 17